Влияние витаминов и микроэлементов на микробиоту кишечника в норме и при патологии

Обложка


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Известно, что микробиота кишечника играет важную роль во многих биологических процессах человеческого организма. Однако все факторы и механизмы, влияющие на изменения в составе микробиоты желудочно-кишечного тракта, до конца не изучены. Как показывают результаты предыдущих исследований, длительные пищевые предпочтения играют существенную роль в модуляции состава микробиоты кишечника. В то же время все механизмы, полноценно отражающие особенности взаимосвязи витаминов, микроэлементов и состава микробиоты кишечника, охарактеризованы недостаточно.

Витамины и микроэлементы имеют двунаправленное действие на микробиоту кишечника. С одной стороны, они влияют на состав микробиоты, её численность и разнообразие. С другой стороны, микробиота участвует в метаболизме микроэлементов, в том числе в синтезе некоторых витаминов.

В данном обзоре мы постарались обобщить известную на текущий момент информацию, отражающую взаимосвязь основных микроэлементов и бактериального сообщества кишечника. В обзоре показано, что некоторые витамины при дополнительном употреблении, попадая в толстый кишечник, модулируют его микробиоту, увеличивают и поддерживают бактериальное разнообразие микробиоты кишечника, что в свою очередь влияет на количество синтезируемых короткоцепочечных жирных кислот. Есть также ряд витаминов, таких как A и D, которые способны влиять на иммунитет кишечника и его барьерные функции.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Александра Игоревна Некрасова

Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками

Автор, ответственный за переписку.
Email: akinshina@cspfmba.ru
ORCID iD: 0000-0002-7951-2003
SPIN-код: 8168-0163
Россия, Москва

Ирина Григорьевна Калашникова

Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками

Email: igkalashnikova@cspfmba.ru
ORCID iD: 0009-0003-8764-3286
SPIN-код: 4203-1495
Россия, Москва

Екатерина Сергеевна Петряйкина

Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками

Email: EPetryakina@cspfmba.ru
ORCID iD: 0000-0001-6680-6515
SPIN-код: 5353-9399
Россия, Москва

Александр Сергеевич Некрасов

Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками

Email: anekrasov@cspfmba.ru
ORCID iD: 0009-0001-2142-4166
SPIN-код: 6198-7379
Россия, Москва

Владимир Сергеевич Юдин

Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками

Email: vyudin@cspfmba.ru
ORCID iD: 0000-0002-9199-6258
SPIN-код: 7592-9020

канд. биол. наук

Россия, Москва

Валентин Владимирович Макаров

Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками

Email: makarov@cspfmba.ru
ORCID iD: 0000-0001-9495-0266
SPIN-код: 7842-8808

канд. биол. наук

Россия, Москва

Антон Артурович Кескинов

Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками

Email: keskinov@cspfmba.ru
ORCID iD: 0000-0001-7378-983X
SPIN-код: 7178-5020

канд. мед. наук

Россия, Москва

Сергей Михайлович Юдин

Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками

Email: yudin@cspmz.ru
ORCID iD: 0000-0002-7942-8004
SPIN-код: 9706-5936

д-р мед. наук, профессор

Россия, Москва

Список литературы

  1. Yang Q, Liang Q, Balakrishnan B, et al. Role of dietary nutrients in the modulation of gut microbiota: a narrative review. Nutrients. 2020;12(2):381. doi: 10.3390/nu12020381 EDN: TOKXSW
  2. Rinninella E, Cintoni M, Raoul P, et al. Food components and dietary habits: keys for a healthy gut microbiota composition. Nutrients. 2019;11(10):2393. doi: 10.3390/nu11102393
  3. Seura T, Yoshino Y, Fukuwatari T. The relationship between habitual dietary intake and gut microbiota in young japanese women. J Nutr Sci Vitaminol (Tokyo). 2017;63(6):396–404. doi: 10.3177/jnsv.63.396
  4. Rowland I, Gibson G, Heinken A, et al. Gut microbiota functions: metabolism of nutrients and other food components. Eur J Nutr. 2018;57(1):1–24. doi: 10.1007/s00394-017-1445-8 EDN: PCJZIP
  5. Pham VT, Dold S, Rehman A, et al. Vitamins, the gut microbiome and gastrointestinal health in humans. Nutr Res. 2021;95:35–53. doi: 10.1016/j.nutres.2021.09.001 EDN: YNVRCF
  6. Hibberd MC, Wu M, Rodionov DA, et al. The effects of micronutrient deficiencies on bacterial species from the human gut microbiota. Sci Transl Med. 2017;9(390):eaal4069. doi: 10.1126/scitranslmed.aal4069 EDN: XNBRVF
  7. Biesalski HK. Nutrition meets the microbiome: micronutrients and the microbiota. Ann N Y Acad Sci. 2016;1372(1):53–64. doi: 10.1111/nyas.13145
  8. Zackular JP, Moore JL, Jordan AT, et al. Dietary zinc alters the microbiota and decreases resistance to Clostridium difficile infection. Nat Med. 2016;22(11):1330–1334. doi: 10.1038/nm.4174
  9. Karl JP, Hatch AM, Arcidiacono SM, et al. Effects of psychological, environmental and physical stressors on the gut microbiota. Front Microbiol. 2018;9:2013. doi: 10.3389/fmicb.2018.02013 EDN: VJGDAK
  10. Wang L, Shen S, Mao H, et al. Effects of calcium on the structure of intestinal microbiota in ovariectomized rats. Wei Sheng Yan Jiu. 2021;50(2):267–273. doi: 10.19813/j.cnki.weishengyanjiu.2021.02.017
  11. Zhang F, Ye J, Zhu X, et al. Anti-obesity effects of dietary calcium: the evidence and possible mechanisms. Int J Mol Sci. 2019;20(12):3072. doi: 10.3390/ijms20123072 EDN: FGVYKX
  12. Tangestani H, Boroujeni HK, Djafarian K, et al. Vitamin D and the gut microbiota: a narrative literature review. Clin Nutr Res. 2021;10(3):181–191. doi: 10.7762/cnr.2021.10.3.181 EDN: BUUZQN
  13. Lombardi VC, De Meirleir KL, Subramanian K, et al. Nutritional modulation of the intestinal microbiota; future opportunities for the prevention and treatment of neuroimmune and neuroinflammatory disease. J Nutr Biochem. 2018;61:1–16. doi: 10.1016/j.jnutbio.2018.04.004 EDN: PMWLNC
  14. Soltys K, Stuchlikova M, Hlavaty T, et al. Seasonal changes of circulating 25-hydroxyvitamin D correlate with the lower gut microbiome composition in inflammatory bowel disease patients. Sci Rep. 2020;10(1):6024. doi: 10.1038/s41598-020-62811-4 EDN: QHIWQE
  15. Gominak SC. Vitamin D deficiency changes the intestinal microbiome reducing B vitamin production in the gut. The resulting lack of pantothenic acid adversely affects the immune system, producing a "pro-inflammatory" state associated with atherosclerosis and autoimmunity. Med Hypotheses. 2016;94:103–107. doi: 10.1016/j.mehy.2016.07.007 EDN: WQJRGT
  16. Yamamoto EA, Jørgensen TN. Relationships between vitamin D, gut microbiome, and systemic autoimmunity. Front Immunol. 2020;10:3141. doi: 10.3389/fimmu.2019.03141 EDN: FCFOSI
  17. Luthold RV, Fernandes GR, Franco-de-Moraes AC, et al. Gut microbiota interactions with the immunomodulatory role of vitamin D in normal individuals. Metabolism. 2017;69:76–86. doi: 10.1016/j.metabol.2017.01.007
  18. Bashir M, Prietl B, Tauschmann M, et al. Effects of high doses of vitamin D3 on mucosa-associated gut microbiome vary between regions of the human gastrointestinal tract. Eur J Nutr. 2016;55(4):1479–1489. doi: 10.1007/s00394-015-0966-2 EDN: HEGMHS
  19. Tsiantas K, Konteles SJ, Kritsi E, et al. Effects of non-polar dietary and endogenous lipids on gut microbiota alterations: the role of lipidomics. Int J Mol Sci. 2022;23(8):4070. doi: 10.3390/ijms23084070 EDN: VRAEMM
  20. Choi Y, Lee S, Kim S, et al. Vitamin E (α-tocopherol) consumption influences gut microbiota composition. Int J Food Sci Nutr. 2020;71(2):221–225. doi: 10.1080/09637486.2019.1639637 EDN: VALAUN
  21. Kim DJ, Yoon S, Ji SC, et al. Ursodeoxycholic acid improves liver function via phenylalanine/tyrosine pathway and microbiome remodelling in patients with liver dysfunction. Sci Rep. 2018;8(1):11874. doi: 10.1038/s41598-018-30349-1
  22. Yang C, Zhao Y, Im S, et al. Vitamin E delta-tocotrienol and metabolite 13'-carboxychromanol inhibit colitis-associated colon tumorigenesis and modulate gut microbiota in mice. J Nutr Biochem. 2021;89:108567. doi: 10.1016/j.jnutbio.2020.108567
  23. Hasan N, Yang H. Factors affecting the composition of the gut microbiota, and its modulation. PeerJ. 2019;7:e7502. doi: 10.7717/peerj.7502 EDN: CBKJMG
  24. Li L, Krause L, Somerset S. Associations between micronutrient intakes and gut microbiota in a group of adults with cystic fibrosis. Clin Nutr. 2017;36(4):1097–1104. doi: 10.1016/j.clnu.2016.06.029 EDN: YDNBJX
  25. Wilson R, Willis J, Gearry RB, et al. SunGold kiwifruit supplementation of individuals with prediabetes alters gut microbiota and improves vitamin C status, anthropometric and clinical markers. Nutrients. 2018;10(7):895. doi: 10.3390/nu10070895
  26. Xu J, Xu C, Chen X, et al. Regulation of an antioxidant blend on intestinal redox status and major microbiota in early weaned piglets. Nutrition. 2014;30(5):584–589. doi: 10.1016/j.nut.2013.10.018
  27. Liu J, Liu X, Xiong XQ, et al. Effect of vitamin A supplementation on gut microbiota in children with autism spectrum disorders — a pilot study. BMC Microbiol. 2017;17(1):204. doi: 10.1186/s12866-017-1096-1 EDN: YIQIFK
  28. Lv Z, Wang Y, Yang T, et al. Vitamin A deficiency impacts the structural segregation of gut microbiota in children with persistent diarrhea. J Clin Biochem Nutr. 2016;59(2):113–121. doi: 10.3164/jcbn.15-148
  29. Huda MN, Ahmad SM, Kalanetra KM, et al. Neonatal vitamin A supplementation and vitamin a status are associated with gut microbiome composition in bangladeshi infants in early infancy and at 2 years of age. J Nutr. 2019;149(6):1075–1088. doi: 10.1093/jn/nxz034
  30. Pang B, Jin H, Liao N, et al. Vitamin A supplementation ameliorates ulcerative colitis in gut microbiota-dependent manner. Food Res Int. 2021;148:110568. doi: 10.1016/j.foodres.2021.110568 EDN: FJUZFH
  31. Lyu Y, Wu L, Wang F, et al. Carotenoid supplementation and retinoic acid in immunoglobulin A regulation of the gut microbiota dysbiosis. Exp Biol Med (Maywood). 2018;243(7):613–620. doi: 10.1177/1535370218763760
  32. Xu Y, Xiang S, Ye K, et al. Cobalamin (vitamin B12) induced a shift in microbial composition and metabolic activity in an in vitro colon simulation. Front Microbiol. 2018;9:2780. doi: 10.3389/fmicb.2018.02780
  33. Belda E, Voland L, Tremaroli V, et al. Impairment of gut microbial biotin metabolism and host biotin status in severe obesity: effect of biotin and prebiotic supplementation on improved metabolism. Gut. 2022;71(12):2463–2480. doi: 10.1136/gutjnl-2021-325753 EDN: ZVVKKB
  34. Pham VT, Fehlbaum S, Seifert N, et al. Effects of colon-targeted vitamins on the composition and metabolic activity of the human gut microbiome- a pilot study. Gut Microbes. 2021;13(1):1–20. doi: 10.1080/19490976.2021.1875774 EDN: TNAMYL
  35. Carrothers JM, York MA, Brooker SL, et al. Fecal microbial community structure is stable over time and related to variation in macronutrient and micronutrient intakes in lactating women. J Nutr. 2015;145(10):2379–2388. doi: 10.3945/jn.115.211110
  36. Fangmann D, Theismann EM, Türk K, et al. Targeted microbiome intervention by microencapsulated delayed-release niacin beneficially affects insulin sensitivity in humans. Diabetes Care. 2018;41(3):398–405. doi: 10.2337/dc17-1967
  37. Booth LS. Vitamin K: food composition and dietary intakes. Food Nutr Res. 2012;56(1):5505. doi: 10.3402/fnr.v56i0.5505
  38. Fenn K, Strandwitz P, Stewart EJ, et al. Quinones are growth factors for the human gut microbiota. Microbiome. 2017;5(1):161. doi: 10.1186/s40168-017-0380-5 EDN: BDSNYW
  39. Ellis JL, Karl JP, Oliverio AM, et al. Dietary vitamin K is remodeled by gut microbiota and influences community composition. Gut Microbes. 2021;13(1):1–16. doi: 10.1080/19490976.2021.1887721 EDN: XXRIHW
  40. Lai Y, Masatoshi H, Ma Y, et al. Role of vitamin K in Intestinal health. Front Immunol. 2022;12:791565. doi: 10.3389/fimmu.2021.791565 EDN: XLTSIR
  41. Costantini L, Molinari R, Farinon B, Merendino N. Impact of omega-3 fatty acids on the gut microbiota. Int J Mol Sci. 2017;18(12):2645. doi: 10.3390/ijms18122645 EDN: YEEEEP
  42. Fu Y, Wang Y, Gao H, et al. Associations among dietary omega-3 polyunsaturated fatty acids, the gut microbiota, and intestinal immunity. Mediators Inflamm. 2021;2021:8879227. doi: 10.1155/2021/8879227 EDN: QUTTLM
  43. Mujico JR, Baccan GC, Gheorghe A, et al. Changes in gut microbiota due to supplemented fatty acids in diet-induced obese mice. Br J Nutr. 2013;110(4):711–720. doi: 10.1017/S0007114512005612

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Эко-Вектор, 2025

Ссылка на описание лицензии: https://eco-vector.com/for_authors.php#07
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия  ПИ № ФС 77 - 86296 от 11.12.2023 г. 
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ЭЛ № ФС 77 - 80632 от 15.03.2021 г.